生物制藥廢水處理方法
高負荷曝氣法又稱短時曝氣法或不完全活性污泥法，工藝的主要特點是負荷率高、曝氣時間短，去除有機物以吸附為主，污泥產量較普通活性污泥法多40%以上。高負荷曝氣法CODCr去除率在40%~70%之間，出水一般不能直接排放，其后常接低負荷曝氣法構成AB法。
該生化制藥廠生產廢水主要來自糖化、發酵和提取工序，車間廢水間歇排放，一天內水質波動范圍大，CODCr濃度較高，可生化性好。該生化制藥廠原建有一套廢水處理系統，出水水質執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段三級標準，達標后廢水排入附近污水處理廠。隨著國家對環保排放要求越來越高，該廠廢水處理站出水將執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段二級標準，廢水處理站原有工藝達不到新排放標準要求，故需對原有工藝進行改造。文章主要圍繞高負荷曝氣法的實際應用進行分析說明。
1廢水水量水質
該廠廢水排放量為2400m3/d，廢水處理站每天24h運行，設計規模為100m3/h。
根據該廠近來的實驗室監測統計數據，廢水處理站進水指標見表1。
根據環保主管部門要求，該廠廢水排放執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段二級標準，具體水質指標見表2。
2改造工藝的選擇
2.1原有工藝流程框圖
2.2工藝改造面臨的問題
(1)該廠沒有新的建設用地，只能利用現有構筑物進行工藝改造。
(2)改造期限只有一個月，時間較緊。
(3)該廠目前被居民區包圍，由于廢水處理站產生的臭味被周圍居民投訴，水解酸化池已被停用；為防止調節池產生臭味，運行時廢水在調節池的平均停留時間減少到5h，導致生化池進水水質波動較大，運行不穩定，處理效率較低。
(4)該廠批準的改造資金有限，廢水處理站除臭裝置沒有條件上，該廠要求工藝改造中不能使用厭氧工藝，改造后廢水處理站不能產生明顯臭味。
(5)接觸氧化池CODCr去除率低于60%，終沉池出水CODCr600~800mg/L。
2.3工藝改造思路
該廠車間廢水間歇排放，一天內廢水CODCr在800~2500mg/L之間波動，調節池雖然有1200m3的有效池容，但廢水在調節池停留時間稍長就會產生臭味，實際運行時調節池保持低水位，廢水在調節池停留時間只有5h，直接導致接觸氧化池進水的CODCr不斷大幅波動，接觸氧化池生物膜處于不穩定狀態，生物膜經常脫落，接觸氧化池停留時間雖長達22h，但實際CODCr去除率低于60%，因此工藝改造的關鍵在于提高廢水處理站的抗沖擊負荷能力。經過綜合分析，決定將水解酸化池和初沉池改造為高負荷曝氣系統；原接觸氧化池和二沉池作為低負荷曝氣系統，高負荷曝氣系統和低負荷曝氣系統擁有各自的污泥回流系統和微生物種群，以利于發揮各自作用。高負荷曝氣池去除有機物以吸附為主，抗沖擊負荷能力強，能較好適應該廢水水質波動大的情況，運行靈活，出水水質較為穩定；由于進水水質穩定，低負荷曝氣池內微生物成長良好，種群相對穩定，去除效率高，出水水質較好。
2.4改造后工藝流程框圖
2.5工藝改造說明
將水解酸化池改造為高負荷曝氣池，高負荷曝氣池負荷高，活性污泥濃度大，耗氧速度快，因此采用供氣量大、氧利用率高的旋混式曝氣器，提供足夠的溶解氧；初沉池改造為中沉池，增加污泥回流系統；接觸氧化池更換老化的曝氣器。
工藝改造設計參數如下：
高負荷曝氣池：水力停留時間3.3h，5.8kgBOD5/m3·d。
中沉池：沉淀時間1.5h，表面水力負荷1.5m3/m2·h。
接觸氧化池：水力停留時間22h，0.52kgBOD5/m3·d。
終沉池：沉淀時間3.0h，表面水力負荷0.65m3/m2·h。
3改造后運行效果
工藝改造按期完成后即轉入調試期，由于廢水中含有菌體，污泥培養和馴化較為順利，經過1個月的調試，生化系統運行趨于穩定，高負荷曝氣池泥濃度維持在4000~6000mg/L，溶解氧控制在0.5~0.8mg/L，活性污泥呈黃褐色，有土腥味，CODCr去除率40%~70%，中沉池出水CODCr500~800mg/L；接觸氧化池生物膜較厚，懸浮污泥較少，水較清，CODCr去除率80%以上，終沉池出水CODCr＜160mg/L。
當地環保監測站于調試2個月后開始連續取樣檢測，檢測結果表明廢水處理站出水各項水質指標均達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段二級標準要求，順利通過環保驗收。
該項目驗收半年后甲方生產車間調整提取工藝，車間排水夾雜大量粉末活性炭，經實際運行發現，高負荷曝氣池進入粉末活性炭后，活性污泥中心可見活性炭粉末，污泥沉降性能有很大提高，中沉池出水較原來清，高負荷曝氣池CODCr去除率較原來提高15%左右。
4存在問題
為節省投資，高負荷曝氣池與接觸氧化池共用一條供風主管，由于高負荷曝氣池旋混式曝氣器阻力損失比接觸氧化池膜片式小，導致高負荷曝氣池供氧多，接觸氧化池供氧少，雖通過在風管上增加風量調節閥予以解決，但風量調節時需要操作很多閥門，非常不方便。
高負荷曝氣池產生較多的剩余污泥，導致整個系統污泥量比改造前增加一倍，并且污泥透水性較差，廂式壓濾機濾布容易堵塞，經過多種方法實驗，最終采用在污泥濃縮池加曝氣管進行長時間的鼓風曝氣，然后加PAM進行調理后，從而解決了污水脫水難的問題。
5結論
(1)高負荷曝氣法活性污泥主要由世代短、適應性好和繁殖能力強的細菌組成，能較快適應水質的變化，抗沖擊負荷能力強。
(2)高負荷曝氣法去除有機物以吸附為主，反應速度快，在負荷高達5.8kgBOD5/m3.d，水力停留時間僅3.3h的情況下，CODCr去除率穩定在40%~70%，并可通過投加粉末活性炭的方法來提高高負荷曝氣法的CODCr去除率。
(3)高負荷曝氣法耗氧速率很快，宜采用氧利用率高的中、大氣泡曝氣器；高負荷曝氣法宜設置單獨的曝氣系統和污泥回流系統，可根據進水水質的變化靈活控制溶解氧和活性污泥濃度，提高其應變能力。
(4)高負荷曝氣法污泥產量較普通活性污泥法多40%以上，且污泥脫水性能較差，應配置2座污泥濃縮池，并采用曝氣、加PAM等方法對污泥進行污泥調理，提高污泥脫水性能。
(5)高負荷曝氣法即可單獨使用，又可與低負荷曝氣法組成AB法使用，在制藥廢水、屠宰廢水和食品廢水等工業廢水處理中有較廣闊的應用前景。
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